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摘要:中微子是亚原子粒子,以接近光速在宇宙中穿梭。中微子是在各种核过程中产生的难以捉摸的亚原子粒子。这意味着,根据康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的物理学家KarstenHeeger的说法,宇宙中微子的数量平均是质子的10亿倍,尽管无处不在,但对物理学家来说,中微子很大程度上仍是个谜,因为粒子很难捕捉。19世纪末,研究人员对一种称为β衰变的现象感到困惑,在这种现象中,原子内部的原子核自发地发射出一个电子。
中微子是在各种核过程中产生的难以捉摸的亚原子粒子。它们的名字,意思是“小中性点”,指的是它们不带电荷。在宇宙的四种基本力中,中微子只与两种力相互作用——引力和弱力,这两种力导致原子的放射性衰变。它们几乎没有质量,几乎以光速穿过宇宙。“KdSPE”“KDSPs”无数的中微子在大爆炸之后出现了一秒钟。而新的中微子一直在创造:在恒星的核中心,在地球上的粒子加速器和原子反应堆,在超新星爆炸性崩塌和放射性元素衰变时。这意味着,根据康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的物理学家Karsten Heeger的说法,宇宙中微子的数量平均是质子的10亿倍,
尽管无处不在,但对物理学家来说,中微子很大程度上仍是个谜,因为粒子很难捕捉。中微子流过大多数物质,就像它们是透过透明窗口的光线一样,几乎不与存在的其他物质相互作用。此时此刻,大约有1000亿个中微子穿过你身体的每平方厘米,虽然你不会感觉到任何东西。[物理学中18个最大的未解之谜]
发现了隐形粒子中微子,首次被认为是科学谜团的答案。19世纪末,研究人员对一种称为β衰变的现象感到困惑,在这种现象中,原子内部的原子核自发地发射出一个电子。β衰变似乎违反了两个基本物理定律:能量守恒和动量守恒。在β衰变过程中,粒子的最终构型似乎能量太少,而质子则静止不动,而不是朝着与电子相反的方向撞击。直到1930年,物理学家沃尔夫冈·保利才提出了一个观点,即一个额外的粒子可能正从原子核中飞出,携带着它丢失的能量和动量。
“我做了一件可怕的事情。“我假设了一个无法被探测到的粒子,”保利对一位朋友说,他所假设的中微子是如此鬼魅,几乎不会与任何东西发生作用,质量也很小甚至没有。
在四分之一个多世纪后,物理学家Clyde Cowan和Frederick Reines建造了一个中微子探测器,并将其放置在南卡罗来纳州萨凡纳河核电站的核反应堆外。他们的实验成功地捕捉到了反应堆中数百万亿个中微子中的一些,考恩和雷恩斯自豪地给保利发了一份电报,通知他他们的确认。雷恩斯将继续赢得1995年的诺贝尔物理学奖——那时,考恩已经去世了。
,但从那时起,中微子就不断地违背科学家的期望。
太阳产生大量的中微子轰击地球。在20世纪中叶,研究人员建造了探测器来搜寻这些中微子,但他们的实验一直显示出差异,只探测到了预测中微子的约三分之一。要么是天文学家的太阳模型出了问题,要么是发生了奇怪的事情。
物理学家最终意识到中微子可能有三种不同的类型。普通中微子被称为电子中微子,但另外两种味道也存在:μ介子中微子和τ中微子。当中微子穿过太阳和我们的行星之间的距离时,中微子在这三种类型之间振荡,这就是为什么那些早期的实验——这些实验的目的仅仅是寻找一种味道——总是少了它们总数的三分之二。
,但只有有质量的粒子才能经受这种操作系统cillation,反驳了早期认为中微子是无质量的观点。虽然科学家仍然不知道这三种中微子的确切质量,但实验已经确定,其中最重的中微子必须至少比电子质量小0.0000059倍。
中微子的新规则“2011年,意大利乳化液跟踪装置(OPERA)实验振荡项目的研究人员宣布,他们探测到中微子的速度比光速还快,这是一项被认为不可能实现的事业,引起了全球轰动。尽管媒体广泛报道了这一结果,但科学界对此表示了极大的怀疑。不到一年后,物理学家们意识到,错误的布线模拟了比光更快的发现,中微子回到了宇宙守法粒子的领域。
,但科学家们对中微子仍有很多要学的东西。最近,来自芝加哥附近费米国家加速器实验室(Fermilab)的微型助推器中微子实验(MiniBooNE)的研究人员提供了令人信服的证据,证明他们已经探测到一种新型中微子,称为无菌中微子。这一发现证实了在新墨西哥洛斯阿拉莫斯国家实验室的液体闪烁体中微子探测器(LSND)中出现的一个较早的异常现象。不育的中微子会颠覆所有已知的物理,因为它们不符合所谓的标准模型,这个框架解释了除了重力以外几乎所有已知的粒子和力。
如果MiniBooNE的新结果成立,“那将是巨大的;超出标准模型;那将需要新的粒子。。。杜克大学的粒子物理学家凯特斯科尔伯格告诉现场科学:
附加资源:
在费米实验室的视频中了解更多关于中微子振荡的信息。观看这段关于无菌中微子的有用视频,同样来自费米实验室。从冰立方南极中微子天文台了解更多关于中微子的信息特别申明:本文内容来源网络,版权归原作者所有,如有侵权请立即与我们联系(devmax@126.com),我们将及时处理。